Screenshot_20210628_164706

מטבוליזם של ויטמין D
סינתזת ויטמין D בבני אדם מתחילה באפידרמיס, עילית העור, שם מיוצר ויטמין D3 ‏(D3‏, Cholecalciferol) בגוף. תהליך זה כולל ההמרה המתווכת באמצעות UVB של 7-dehydrocholesterol (איור למעלה). ולאחריה מומר ויטמין D3 ל- 25 (OH) D3 בכבד, ככל הנראה על ידי האנזים ציטוכרום בעל זיקה גבוהה CYP2R1. וכל זאת כדי על מנת שויטמין D יהפוך פעיל [מקור].
סינתזה של ויטמין D ביו-אקטיבי מחייב הידרוקסילציה – מעבר לנגזרת הפעילה של ויטמין D – תהליך זה מתרחש בכבד, שם עובר הוויטמין הידרוקסילציה, בעמדה 25, על ידי אנזימים ציטוכרומיים בתהליך בלתי מבוקר (במיקומים 1α ו- 25 על ידי אנזימים ציטוכרום P450 בכליות ובכבד, בהתאמה). הנגזרת העיקרית הנוצרת, הקרויה קלצידיול, (או 25 הידרוקסיויטמין D) היא הנגזרת העיקרית של ויטמין D במחזור הדם ובמאגרים השונים של הגוף. לצורך הפיכת הקלצידיול להורמון הפעיל, הקלציטריול, נחוצה פעולת הידרוקסילציה נוספת, המתרחשת בכליה. הקלצידיול מגיע לתאי אבובית הכליה ונקשר לקולטן megalin בדופן תא האבובית המקורבת. לאחר אנדוציטוזיס של קלצידיול לתוך התא, ניתן לבצע פעולת הידרוקסילציה נוספת, על ידי האנזים 1 אלפא הידרוקסילאז, מדובר באנזים המיטוכונדריאלי CYP27B1 מזרז 1-הידרוקסילציה שנמצא כאמור לעיל בכליה והיה מוכר לחוקרים לא כן זהותו של 25-הידרוקסילאז שהוזכר ראשון ופועל בכבד. זהותו נותרה לא ברורה במשך קרוב ל – 30 שנה. לאחרונה הסתבר שמוטציה הומוזיגוזית של גן CYP2R1 (נושא שני עותקים של אותו אלל, האחד מקורו באב, והשני – באם.) קשורה לריכוזי D3 נמוכים של D3 (OH) [מקור]. מוטציה הומוזיגוזית של גן CYP2R1 קשורה לריכוזי D3 נמוכים של D3 (OH) [מקור]. שלב זה אינו מוסדר על ידי הורמונים. 25 (OH) D3 משתחרר לפלזמה ומסתובב בעיקר בחלבון המחייב ויטמין D (DBP). הזיקה של DBP ל- 25 (OH) D3 היא גבוהה מאוד, ו- DBP קיים בעודף גדול בפלזמה. כתוצאה מכך, כמעט כל 25 (OH) D3 קשורים למוביל זה.
ריכוז הפלזמה של 25 (OH) D3 נחשב לאינדיקטור טוב של מאגרי ויטמין D.
25 (OH) D3 מתפקד כפרה-הורמון שאינו יכול להפעיל VDR הידוע גם כקולטן של קלציטריול – קלציטריול, הצורה הפעילה של ויטמין D. קומפלקס D3-DBP 25 (OH) נלכד בכליה על ידי תאים צינוריים פרוקסימליים כלייתיים דרך קשירה למגאלין וקובילין [מקור]. ואז 25 (OH) D3 מומרים לקלציטריול על ידי האנזים הציטוכרום CYP27B1, הנקרא גם 25 (OH) D-1α-hydroxylase. אנזים זה בא לידי ביטוי חזק בצינורית הפרוקסימלית הכליתית, המייצרת את מרבית רמות הקלציטריול המסתובבות בגוף. CYP27B1 קיים גם ברמות נמוכות יותר ברקמות לא-אנאליות. זה מאפשר ייצור מקומי של קלציטריול שאינו תורם משמעותית להפצת רמות קלציטריול אך הוא בעל פעולות פרצרין ואוטוקריניות ויכולות לווסת את ביטוי הגנים.
הורמונים שונים, כולל PTH ו- FGF23, שולטים בביטוי CYP27B1. נושא זה מקבל ביטוי שונה בין הרקמות השונות. קלציטריול מופעל על ידי 24-הידרוקסילאז (CYP24A1). הפעילות של אנזים זה חשובה לבקרת ריכוז הקלציטריול: הפרעה בגן CYP24A1 בעכברים מביאה לרמות גבוהות של קלציטריול במחזור הדם [מקור]
יצוין כי מלבד ייצורו (העיקרי) בכליה, מיוצר קלציטריול גם ברקמות שאינן כלייתיות כגון רקמת עצם, מקרופאגים ואף לימפוציטים. עם זאת, ייצורו ברקמות אלו אינו תורם לרמת קלציטריול גבוהה יותר בדם, ובאופן כללי אינו פעיל בוויסות המינרלים בגוף במצב תקין. עם זאת, כאשר קיימות מחלות שונות כגון מחלות גרנולומטיות או לימפומות, מיוצר קלציטריול בעודף (בעיקר לימפומה מסוג B) וגורם לספיגה מופרזת של סידן במערכת העיכול, לתופעות של היפרקלצמיה- יתר סידן בדם, וכן הפרשה מוגברת של סידן לשתן, מכונה גם היפרקלצמיה משנית [מקור]